Die Advanced Research Projects Agency hat UC Berkeley $ 21,6 Millionen für Forschung über vier Jahre vergeben, um ein Fenster in das Gehirn zu schaffen, durch das Forscher Tausende von Millionen von einzelnen Neuronen mit Licht überwachen und aktivieren können.
“The ability to talk to the brain has the incredible potential to help compensate for neurological damage caused by degenerative diseases or injury,” said project leader Ehud Isacoff, a UC Berkeley professor of molecular and cell biology and director of the Helen Wills Neuroscience Institute. “By encoding perceptions into the human cortex, you could allow the blind to see or the paralyzed to feel touch.”
Brain activity as a zebrafish stalks its prey
Brain-wide activity in a zebrafish when it sees and tries to pursue prey. The fish’s head is immobilized but its eyes (lower right) and tail are free; as its eyes lock onto a paramecium and it tries to swim toward it, neurons in the visual motor and forebrain decision regions of the brain fire (green), out of a total of about 10,000 neurons visible through the fish’s transparent skin (left).
The new DARPA grant will help UC Berkeley researchers build a device that will track the activity in each of these brain cells and impose natural and synthetic patterns of activity on the neurons to alter the pursuit or to entirely replace the sight of prey with a synthetic brain pattern – a synthetic percept – in the visual areas.
Credit: Ehud Isacoff lab, UC Berkeley // Youtube July 14, 2017
Das Lesegerät, das die Forscher entwickeln, ist ein miniaturisiertes Mikroskop, das auf einem kleinen Fenster im Schädel montiert und durch die Oberfläche des Gehirns blickt, um bis zu einer Million Neuronen gleichzeitig zu visualisieren.
Dieses Mikroskop basiert auf der revolutionären “light field camera”, welche Licht durch eine Reihe von Linsen einfängt und Bilder rechnerisch in jedem Fokus rekonstruiert. Das “light field microscope” wird das gleiche tun, um eine große Anzahl von Neuronen in verschiedenen Tiefen zu visualisieren und um ihre Aktivität zu überwachen.
Für die Schreibkomponente entwickeln die Forscher eine Technologie, um Lichtmuster auf Neuronen unter Verwendung von 3D-Hologrammen zu projizieren. So werden Gruppen von Neuronen in einer Weise stimuliert, welche eine konkrete normale Hirnaktivität widerspiegelt.
Schließlich wird das Forschungsteam Rechenmethoden entwickeln, welche diejenigen Gehirnaktivitätsmuster identifizieren, welche mit unterschiedlichen sensorischen Erfahrungen verbunden sind. Dies in der Hoffnung, die Regeln gut genug zu erlernen, um mit diesen Regeln “synthetische Wahrnehmungen” zu erzeugen.
Quelle und mehr Informationen: UC Berkeley // July 13, 2017
http://news.berkeley.edu/2017/07/13/21-6-million-funding-from-darpa-to-build-window-into-the-brain/